【正文】 電流應(yīng)有所增加對(duì) PWM 控制方式的變頻器 k 約為 10511 ②指定變頻器的啟動(dòng)加速時(shí)間 變頻器產(chǎn)品型號(hào)所列的變頻容量一般以標(biāo)準(zhǔn)條件為準(zhǔn)在變頻器過(guò)載能力 以?xún)?nèi)進(jìn)行加減速在進(jìn)行急劇加速和減速時(shí)一般利用失速防止功能以避免變頻器跳閘但同時(shí)也加長(zhǎng)了加減速時(shí)間 如果生產(chǎn)設(shè)備對(duì)加速時(shí)間有特殊要求時(shí)必須事先核實(shí)編破器的容量是否能夠滿(mǎn)足所要求的加速時(shí)間如不能滿(mǎn)足則要選用加大一檔的變頻器容量 在指定加速時(shí)間的情況下變頻器所必需的容量計(jì)算如下 式 54 式中 為變頻器的容量 kVA 電流補(bǔ)償系數(shù)對(duì) PWM 控制方式的變頻器 k 約為 10511 電動(dòng)機(jī)效率 電動(dòng)機(jī)功率因數(shù) 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 rmin 電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪力矩 電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間 s 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ③指定變頻器的減速時(shí)間 降低變頻器的輸出頻率就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)減速加快變頻器輸出頻率的降低速率可使電動(dòng)機(jī)更快的減速當(dāng)變頻器輸出頻率對(duì)應(yīng)的速度低于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)電動(dòng)機(jī)就進(jìn)行再生制動(dòng)在這種運(yùn)行狀況下異步電動(dòng)機(jī)將變成異步發(fā)電機(jī)而負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換為電能并反饋給變頻器當(dāng)反饋能量過(guò)大時(shí)變頻器本身的過(guò)電壓保護(hù)電路將會(huì)動(dòng)作并切斷變頻器的輸出使電動(dòng)機(jī)處于自由減速狀態(tài)反而無(wú)法達(dá)到快速減速的目的 為了避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象使上述能量能在直流中間回路的其 他部分消耗而不造成電壓升高在電壓星變頻器中一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動(dòng)三極管和制動(dòng)電阻當(dāng)直流中間回路的電壓升高到一定的電壓值制動(dòng)三極管就回導(dǎo)通使直流電壓通過(guò)制動(dòng)電阻放電既電動(dòng)機(jī)回饋給變頻器的直流中間回路的能量以熱能的形式在制動(dòng)電阻上消耗掉 制動(dòng)電阻的選擇方法 1 計(jì)算制動(dòng)力矩 式 55 式中 動(dòng)力矩 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 折算至電動(dòng)機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 減速開(kāi)始速度 減速完了速度 減速時(shí)間 s 負(fù)載轉(zhuǎn) 矩 2 計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值 在進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)即使不加放電的制動(dòng)電阻電動(dòng)機(jī)內(nèi)部也將有 20 的銅損被轉(zhuǎn)換為制動(dòng)力矩考慮這個(gè)因數(shù)可以按下式初步計(jì)算制動(dòng)電阻的預(yù)選值 式 56 式中 制動(dòng)電阻 直流電路電壓 V 對(duì) 200V 級(jí)變頻器 380V 對(duì) 400V 級(jí)變頻器 760V 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 減速開(kāi)始速度 上式中如果則沒(méi)必要加制動(dòng)電阻 放電電路由制動(dòng)三極管和制動(dòng)電阻串聯(lián)而成因此制動(dòng)三極管本身允許通過(guò)電流 就是放電電路的最大允許值所以制動(dòng)電阻的最小值 由上可見(jiàn)制動(dòng)電阻的阻值應(yīng)由來(lái)決定有的變頻器生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品目錄中給出制動(dòng)電阻最小值的參考值可供用戶(hù)在選擇制動(dòng)電阻時(shí)參考 3 計(jì)算制動(dòng)電阻平均消耗的功率 kW 如前所述電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)距的 20 制動(dòng)轉(zhuǎn)距由電動(dòng)機(jī)內(nèi)部損失產(chǎn)生所以可以按下式求得電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)電阻上消耗的平均功率 式 57 576 1440 0802 由于三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén) 是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載故變頻器選用通用型的又因?yàn)槿硇D(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)速不允許超過(guò)額定值電機(jī)不會(huì)過(guò)載因而可以選用通用的變頻器只要所選用的變頻器滿(mǎn)足一般環(huán)境下使用即可根據(jù)以上的計(jì)算的數(shù)據(jù)選用佳靈JP6CT9075 該變頻器的參數(shù)如下 表 52 變頻器參數(shù)表 變頻器型號(hào) JP6CT79 075 適配電動(dòng)機(jī)功率 kW 075 額 定 電 流 額定容量 kVA 20 電壓 V 3 相 380440 額 定 頻 率 Hz 5060 額定電流 A 25 額定過(guò)載 短時(shí)間 額定電流的1501min 電 源 相數(shù)電壓頻率 3 相 38044050Hz60Hz 允許波動(dòng) 電壓 1015頻率 55 瞬間電壓降低范圍 310V 以上繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 所需電源容量 kVA 12 輸 出 功 率 調(diào)整 最高頻率 Hz 50400 可變?cè)O(shè)定 基本頻率Hz 50400 可變?cè)O(shè)定 啟動(dòng)頻率 Hz 0560 可變?cè)O(shè)定 載波頻率 Hz 26 可變?cè)O(shè)定 精度 模擬設(shè)定 設(shè)定分辨率 模擬設(shè)定 控 制 電壓頻率特性 用基本頻率可變?cè)O(shè)定 320440V 電矩提升 自動(dòng)按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)整至最佳 手動(dòng)設(shè)定 01200 編碼設(shè)定 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 150 以上 轉(zhuǎn)矩矢量控制 制 動(dòng) 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 100 以上 可選使用時(shí) 150 以上 用 DBR 時(shí) 直流制動(dòng) 可設(shè)定制動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)始頻率時(shí)間等 外殼防護(hù)等級(jí) IP40 冷卻方式 自冷 質(zhì)量 kg 24 與安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ①檢測(cè)傳感器的選用 檢測(cè)系統(tǒng)是由安裝于門(mén)口上面的四個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的其主要功能是感知人的進(jìn)出從 而發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)紅外傳感器的選擇主要考慮檢測(cè)范圍和輸出形式及其特點(diǎn) ADSA 型門(mén)傳感器是較好的選擇它的檢測(cè)范圍可調(diào)安裝高度在門(mén)的設(shè)計(jì)高度范圍內(nèi)其輸出形式為繼電器接點(diǎn)可以直接和控制器相連那么此檢測(cè)傳感器就可以選擇這個(gè)其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn) [16] ②安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為防止三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)在工作過(guò)程中因某些原因而發(fā)生傷人的事故出現(xiàn)那么就需要配置一定的安全系統(tǒng)主要采用以下方式紅外線(xiàn)防夾安全感應(yīng)器防止門(mén)扇與曲壁柱之間夾傷行人當(dāng)門(mén)扇曲壁立柱時(shí)感應(yīng)器與接近開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)生效門(mén)扇馬上停止防撞膠條安裝于入口右側(cè)門(mén)立柱上膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應(yīng)器 如遇物體碰撞或受壓門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)防止夾傷行人膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)每扇門(mén)扉底邊裝有全開(kāi)寬內(nèi)藏式感應(yīng)器如碰到物體或受壓門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)防止門(mén)扇打倒行人膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)此外還采用了 4 只測(cè)量范圍為 的電感式接近開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)用于防夾位置區(qū)域設(shè)定直流制動(dòng)封門(mén)及鎖門(mén)定位紅外垂直防夾可選擇型號(hào)為 PS124DN 常開(kāi)觸點(diǎn)PNP 輸出三線(xiàn)連接其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn) [16] 5 防碰撞傳感器的選用 防碰傳感器主要時(shí)為了防止人和門(mén)的速度不一致時(shí)旋轉(zhuǎn)門(mén)翼打到 行人而防撞傳感器則是為了防止人因不小心撞在門(mén)體的立柱上而引起旋轉(zhuǎn)門(mén)體旋轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)撞傷行人其采用接觸式傳感器防夾安全帶是以向其施加垂直壓力致使觸帶內(nèi)的導(dǎo)電體互相接觸這導(dǎo)致電阻和電流改變變頻器報(bào)警輸出和延時(shí)自動(dòng)復(fù)位功能 當(dāng)變頻器過(guò)壓或過(guò)流時(shí)關(guān)閉輸出門(mén)停轉(zhuǎn)并報(bào)警 指示燈閃爍 延時(shí) 3s 自動(dòng)復(fù)位 漏電保護(hù) 控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制原理 ①電氣控制系統(tǒng)接線(xiàn)方案 圖 51 控制系統(tǒng)接線(xiàn)圖 ②傳感器設(shè)置方案 紅外線(xiàn)被動(dòng)式感應(yīng)器安裝于旋轉(zhuǎn)門(mén)的進(jìn)口和出口華蓋上每處各安裝兩個(gè)紅外傳感器感應(yīng)行人進(jìn)入門(mén)體門(mén)扇馬上以正常的速度旋轉(zhuǎn)紅外線(xiàn)防夾安全感應(yīng)器防止門(mén)扇與曲壁柱之間夾傷行人當(dāng)門(mén)扇接近曲壁立柱時(shí)感應(yīng)器與接近開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)生效門(mén)扇馬上停止防撞膠條安裝于入口右側(cè)門(mén)立柱上膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應(yīng)器如遇物體碰撞或受壓門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)防止夾傷行人膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常以后轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)沒(méi)扇門(mén)扉底邊裝有全開(kāi)內(nèi)藏式感應(yīng)器如碰到物體或受壓門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)防止門(mén)扇打倒行人膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后轉(zhuǎn)門(mén)也隨之運(yùn)轉(zhuǎn)此外還采用了四只測(cè)量范圍為 5mm 的電感式接近開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)用于防夾位置區(qū)域設(shè)定直流制動(dòng)封門(mén)及鎖門(mén)定位 PLC 系統(tǒng)控制分析及地址分配設(shè)計(jì) ①節(jié)點(diǎn) 分析及機(jī)型的選擇 通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)門(mén)控制要求的分析 PLC 控制輸入信號(hào)有 22個(gè)輸出接點(diǎn)共 8個(gè)按照預(yù)留 1520的接點(diǎn)數(shù)來(lái)計(jì)算輸入接點(diǎn)至少要 30個(gè)輸出接點(diǎn)至少要 10 個(gè) 本系統(tǒng)為個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)按一般經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算同時(shí)由上段對(duì) IO 接點(diǎn)的分析主要有開(kāi)關(guān)量輸入字節(jié)數(shù) 30 15 450 開(kāi)關(guān)量輸出字節(jié)數(shù) 10 8 80 系統(tǒng)推斷定時(shí)器計(jì)數(shù)器字節(jié)數(shù) 8 1 8 總計(jì)大約需要 538 個(gè)字節(jié)數(shù)容量加上預(yù)留 30 有 1K 的程序容量足夠了 由以上可得同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性原則 PLC 產(chǎn)品中 OMRON 系列可編程控制器是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最新最具特色最具代表性的微型 PLC在此系列 PLC中設(shè)置了高數(shù)計(jì)數(shù)器對(duì)來(lái)自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域本系統(tǒng)選擇了 COM1CPU11E 型 PLC 由 PLC 型號(hào)主回路電壓 AC100～ 240V 輸入端參數(shù)為電壓 DC24V 電流 57mA 繼電器輸出端電壓 AC150VDC30V 以?xún)?nèi)故本系統(tǒng)選用直流輸出方式 表 53 PLC 性能參數(shù)表 性能指標(biāo) COM1CPU11E 程序存儲(chǔ)容量 32KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量 1KB IO 電數(shù) 128 位 指令類(lèi)型 117 種指令 基本指令執(zhí) 行時(shí)間 05us15us 擴(kuò)展 IO 模塊數(shù)量 7 塊 記時(shí)記數(shù)區(qū) 512 記時(shí)器記數(shù)器 ②開(kāi)關(guān)的選擇 本控制系統(tǒng)為 PLC控制各種開(kāi)關(guān)的容量要求不高普通的開(kāi)關(guān)足已主要考慮輸入?yún)?shù)要求對(duì)急停 STOPmiddlehigh 殘疾開(kāi)關(guān)選擇普通按鈕開(kāi)關(guān) LA 系 Middlhigh 殘疾開(kāi)關(guān)為 LA2 急停開(kāi)關(guān)為 LA2 紅色 STOP 關(guān)為 LA2A紅色十字型 ③電源的選擇 PLC 自帶的輸入口電源一般為直流 24V 輸入口每一點(diǎn)的電流定額一般為 7mA 這個(gè)電流是輸入口短接時(shí)產(chǎn)生的最大電流 端口本身純存在阻抗 當(dāng)輸入口上接有一定阻抗的負(fù)載時(shí)其流過(guò) 的電流就要減少 PLC 輸入口信號(hào)傳遞所需的最小電流一般為 2mA 左右這樣就規(guī)定了輸入口接人的最大阻抗為了保障最小有效電流輸入口所接器件的總阻抗要小于 2021 歐從另一方面說(shuō)輸入口機(jī)內(nèi)電源功率一般只有幾瓦當(dāng)輸入口所接的傳感器所需功耗較大時(shí)需另配專(zhuān)用電源供電 ④熔斷器的選擇 為了保護(hù)電路短路保護(hù)需要有熔斷器 FU 選擇的依據(jù)是熔體的額定電流 IR 大于線(xiàn)路工作電流 II 2A 所以選擇 RL115 熔體額定電流等級(jí)為4 ⑤整流器的選擇 為降低電壓的波動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)的不良影響選擇把交流變?yōu)榈蛪褐绷鞴╇娨虼诉x擇型號(hào)為 ZBA1024型整 流器它的輸入電壓為交流 220V輸出電壓為直流 0～ 24V 額定電流 10A ⑥輸出模塊的確定 輸出模塊的任務(wù)是將 PLC 內(nèi)部低電平的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載輸出模塊有三種輸出方式繼電器輸出雙向晶閘管輸出達(dá)林頓晶體管輸出這幾種輸出形式均有各自的特點(diǎn)用戶(hù)可根據(jù)系統(tǒng)的要求加以確定繼電器輸出價(jià)格便宜使用電壓范圍廣通電壓降小承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)且有隔離作用但繼電器有舢點(diǎn)壽命較短且響應(yīng)速度較慢適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載當(dāng)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)最大操作頻率不得超過(guò)1Hz 雙向晶閘管輸出交流和達(dá)林頓晶 體管輸出直流都屬干無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出適用于通斷頻繁的感性負(fù)載感性負(fù)載在斷開(kāi)瞬間會(huì)產(chǎn)生較高的反向電壓必須采取抑制措施另外這兩種形式的輸出均不具備明確的輸出開(kāi)關(guān)斷點(diǎn)因此對(duì)于有此要求的使用場(chǎng)合會(huì)受到限制因此采用晶體管輸出輸出電流的選擇模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值如果負(fù)載電流較大輸出模塊不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)對(duì)于電容性負(fù)載熱敏電阻負(fù)載考慮到接通時(shí)右沖擊電流要留有足夠的裕量允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)在選用輸出模塊時(shí)不但要看一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力還要看整個(gè)輸出模塊的滿(mǎn)負(fù)載能力即輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的總電流值不得超過(guò)模塊規(guī)定的最大允許電流 ⑦輸入輸出口及端口的保護(hù)及分配 PLC 輸入口電壓定額一般為接有直流24V 有一些輸入口是不接電源輸出口的電壓定額常接工頻低壓交流電源和直流電源當(dāng)輸入口端連接電感類(lèi)設(shè)備時(shí)為了防止電路關(guān)斷時(shí)刻產(chǎn)生高電壓對(duì)輸入輸出口造成破壞應(yīng)在感性元件兩端加接保護(hù)元件對(duì)于直流電源應(yīng)并接續(xù)流二極管對(duì)于交流電路應(yīng)并接阻容電路阻容電路中